Das Licht der​ Digitalisierung

Der Prozess funktioniert ähnlich wie ein Diaprojektor: Die Photomaske enthält das Schaltkreismuster, das auf den Wafer übertragen werden soll. EUV-Licht mit einer Wellenlänge von 13,5 Nanometern wird auf den mit einem lichtempfindlichen Photolack beschichteten Wafer reflektiert und bildet so das Muster verkleinert ab. Dieser Vorgang wird bis zu 100-mal wiederholt. So entstehen Schritt für Schritt komplexe, dreidimensionale Transistorstrukturen. Die extrem kurze Wellenlänge ermöglicht Strukturen von nur wenigen Nanometern Breite – und damit modernste GPUs mit mehr als 300 Milliarden Transistoren.​

ZEISS liefert das hochpräzise, spiegelbasierte Optiksystem im Herzen der EUV-Scanner, die der strategische Partner ASML fertigt. Das System ist etwa 1,5 Meter hoch, wiegt 3,5 Tonnen und besteht aus mehr als 35.000 Einzelteilen. Es besteht aus zwei Funktionsmodulen: dem Beleuchtungssystem, das die Maske möglichst gleichförmig ausleuchtet, und der Projektionsoptik, die die Maskenstrukturen präzise auf den Wafer abbildet. In über 25 Jahren Entwicklungsarbeit hat ZEISS mehr als 1.500 Patente rund um EUV angemeldet.​

Extrem ultraviolettes Licht kann weder Luft noch Glas durchdringen, ohne absorbiert zu werden. Deshalb entwickelte ZEISS ein vollständig spiegelbasiertes Optiksystem, das im Vakuum arbeitet. Speziell beschichtete Spiegel sammeln das EUV-Licht der Plasmaquelle, formen es und führen es über die Maske zum Wafer.

In einer von ASML entwickelten Plasmaquelle werden 60.000 Zinntröpfchen pro Sekunde in ein Hochvakuum geschossen. Zwei aufeinanderfolgende Impulse eines TRUMPF Hochleistungslasers treffen jeden Tropfen: Ein Vorpuls lässt ihn aufquellen, der Hauptpuls erhitzt ihn auf etwa 220.000 °C. So entsteht heißes Plasma, das EUV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 Nanometern aussendet.

Der grundlegende Unterschied ist die Wellenlänge: DUV nutzt Licht mit einer Wellenlänge von 365, 248 oder 193 nm, EUV hingegen lediglich 13,5 nm – das erlaubt deutlich feinere Strukturen. Weil EUV-Licht von allen Materialien – einschließlich Luft und Glas – absorbiert wird, arbeiten EUV-Systeme im Vakuum und nutzen ausschließlich Spiegel. DUV-Systeme können dagegen Glaslinsen in einer kontrollierten Gasatmosphäre verwenden.

High-NA steht für „High Numerical Aperture“, also eine hohe numerische Apertur (NA). Etablierte EUV-Systeme arbeiten mit einer NA von 0,33; High-NA-EUV dagegen mit einer NA von 0,55. Dadurch kann das optische System Licht aus einem größeren Winkelbereich sammeln und noch feinere Details abbilden. So lassen sich etwa dreimal so viele Strukturen auf derselben Fläche unterbringen – ein wichtiger Beitrag, um das Moore‘s Law über 2030 hinaus fortzuschreiben. Seit 2026 sind die ersten Mikrochips kommerziell erhältlich, die mit High-NA-EUV-Technologie gefertigt wurden.